Ammoniak (scheikundige formule NH3) is een stof die bij zeer lage concentraties goed te ruiken is. Daarnaast is het in bepaalde mengverhoudingen met zuurstof explosief en brandbaar. Ammoniak reageert met water tot een basiche oplossing. Een base is chemisch gezien de tegenpool van een zuur, en heeft een bijtende werking. Omdat het menselijk lichaam voor het grootste deel uit water bestaat, is ammoniak voor de mens een potentieel gevaar, waarbij passende beschermingsmiddelen (gelaatmasker, handschoenen, detectie apparatuur, etc) benodigd zijn. 

Ammoniak is een koudemiddel wat vanaf het begin van de 20e eeuw is toegepast. In de jaren 50 is het grotendeels verdrongen door de chemische koudemiddelen, die de hierboven genoemde gevaarlijke eigenschappen niet hadden.

Binnen de koudetechniek staat NH3 de laatste jaren weer in de belangstelling. De toepassing ervan in koel- en vriesinstallaties wordt vanuit de overheid (milieu) gepromoot middels subsidie regelingen. Gezien de veiligheidsrisico's belemmert de andere kant van de overheid (vergunningsverlening, brandweer) de toepassing.

NH3 wordt als koudemiddel gestimuleerd omdat het geen bijdrage heeft tot het broeikaseffect. Om de veiligheidsrisico's zoveel mogelijk te beperken, wordt NH3 veelal toegepast in combinatie met een koudedrager. Een koudedrager is een stof die de koude overdraagt van de koelinstallatie naar een warmtewisselaar (luchtkoeler) 

 

Een ander natuurlijk koudemiddel met potentie is CO2. Veld koeltechniek heeft in 2008 als eerste in Nederland een koel- en vriesinstallatie ontworpen, waarbij CO2 als koudemiddel wordt ingezet. Bij lagere omgevingstemperaturen is het rendement van CO2 veel beter dan het rendement van een geoptimaliseerde energiezuinige installatie die gebruik maakt van een synthetisch koudemiddel. Bij hogere buiten temperaturen vindt de compressie plaats boven het kritische punt in het fasen diagram. Vandaar dat de installatie een trans-critische CO2 koelinstallatie genoemd wordt.

De ontwerpdrukken van een installatie die gebruik maakt van het koudemiddel CO2 zijn veel hoger: tot 140 Bar. Dit stelt extra eisen aan de constructie van de installatie onderdelen.

CO2 kan ook ingezet worden als koudedrager. In dat geval wordt het CO2 deel gekoeld door middel van een separate NH3 installatie. We noemen dit een cascade installatie.

We kennen ook cascadesystemen waar CO2 wordt rond gepompt, en gecomprimeerd door CO2 compressoren.